Beschreibung einer neuen, flüssigkeitsgekühlten LED streetlight Beschreibung einer neuen, flüssigkeitsgekühlten LED-Beleuchtungsvarinate, die sowohl als einfaches LED-Leuchtmittel, wie auch in Form einer LED-Leuchte genutzt werden kann.

LED streetlight Allgemeines Mit der vorliegenden Version einer neuartigen LED-Beleuchtung steht ein Prototyp zur Verfügung, der in bis zum Ende April 2011 in Serie gefertigt wird. Die grundlegenden Neuheiten sind mit Nr. 10 2010 047 944.6 zum Patent und mit Nr. 20 2010 014 116.8 zum Gebrauchsmuster angemeldet.

LED streetlight Grundgedanken zu der vorliegenden Entwicklung Eine Umrüstung auf LED, gerade im Bereich der Straßenbeleuchtung ist einerseits sinnvoll in Bezug auf die deutlich reduzierten Energiekosten, andererseits aber für viele kommunalen Haushalte zunächst einmal aufgrund der recht hohen Investitionskosten nicht realisierbar. Ein Austausch kompletter Leuchten übersteigt oft die Möglichkeiten der Finanzhaushalte von Städten und Gemeinden. Eine Entscheidung wird immer wieder verschoben. Langjährige Erfahrungswerte in der Technik fehlen und es gibt immer wieder auch berechtigte Gegenargumente, insbesondere in Bezug auf die Kühlung bzw. Überhitzung der im Markt befindlichen Systeme. Eines dieser Argumente ist z.B. das Temperaturverhalten der LED‘s, die bei hoher Nutzlast bisher mit dicken Aluminium-Kühlkörpern gekühlt werden. Die Kühlkörper sitzen direkt hinter der nach unten strahlenden LED und bieten eine hervorragende Plattform für Vögel, die auf der warmen Oberfläche ihre Nester bauen. Durch die nachfolgend beschriebene, neuartige LED-Kühlung steht ein Produkt zur Verfügung, dass ohne die voluminösen Aluminium-Kühlkörper auskommt. Diese LED-Leuchte kann als Umrüstsatz für jede bestehende Leuchte aufgebaut werden. Aus der bestehenden Straßenleuchte wird lediglich das gesamte Innenleben, bis auf die Stromzuleitung entfernt und die neue Variante im alten Gehäuse befestigt. Die gesamte Umrüstung geht schneller als der Austausch hin zu einer neuen Leuchte. Die Kosten sind naturgemäß geringer, da man ohne materialintensive Kühlkörper auskommt und man spart hohe Kosten für die Entsorgung der alten Leuchtengehäuse.

LED streetlight Beschreibung und Aufbau der vorliegenden LED-Leuchte Die Leuchteneinheit ist ein in sich abgeschlossenes System und besteht aus einem Aluminiumblech, auf dem die LED‘s aufgebracht werden einer Glasscheibe auf der gegenüberliegenden Seite vierseitig abgedichteten Aluminiumprofilen als Distanzgeber, die sowohl die Glasscheibe, wie auch das Aluminiumblech aufnehmen und einen Zwischenraum zwischen Glasscheibe und Aluminiumblech bilden. Der Zwischenraum, in dem sich die LED‘s befinden, wird mit einer elektrisch nicht leitfähigen und transparenten Flüssigkeit gefüllt. Zur optimalen Lichtlenkung werden Spiegelreflektoren eingebaut.

LED streetlight Vorteile der vorliegenden LED-Leuchte Durch die individuelle Bauweise kann das LED-„Leuchtmittel“ jeder bestehenden Leuchte herstellungsseitig angepasst werden. Große Kühlkörper entfallen und der Einbau in praktisch jedes vorhandene Gehäuse ist möglich Wärmestaus, die zur Beeinträchtigung der Leuchte bzw. Verkürzung der Lebensdauer führen, werden vermieden Hochleistungs-LED‘s können mit maximaler Leistung angesteuert werden. (Teilweise bis zum 1,3-fachen der Nennleistung – es werden weniger LED‘S benötigt) Keine Reflektion von der davorliegenden Schutzscheibe durch die transparente Flüssigkeit Wärmeabführung über die Flüssigkeit im Gehäuse zur gesamten Fläche des Aluminiumbleches Sauerstofffreier Innenraum und dadurch keine Oxydation der LED (weniger Wärme und höhere Standzeit) Durch die Füllung entstehen keine Verschmutzungen in dem Leuchtmittel, ein Beschlagen wird ebenfalls verhindert. Einsatzbereiche von -40°C bis +180°C Günstige Herstellung – wenig Verbrauch – sehr geringe Wartungskosten

LED streetlight Weitere Vorteile Die umspülende Flüssigkühlung von Hochleistungs-LED‘s ist so effektiv, dass auf konventionelle Kühlkörper verzichtet werden kann. Die Kühlung funktioniert bereits, indem an der LED erhitztes Kühlmittel aufsteigt und frisches Kühlmittel von unten nachströmt (Schwerkraftprinzip). Ein pumpengetriebener Kreislauf ist aber nicht zwingend erforderlich. Die vom Kühlmittel umströmte LED kann bei kontrollierter Chiptemperatur ohne Nachteile dauerhaft mit einem höheren, als dem angegebenen Nennstrom betrieben werden. Das bedeutet, es werden für die gleiche Lichtleistung weniger LED‘s benötigt. Es fehlen zwar Erfahrungswerte, aber es ist davon auszugehen, dass durch dieses Kühlsystem eine längere Lebensdauer der LED‘s anzunehmen ist.

LED streetlight Ausbaustufen Leuchteneinsätze für alle bestehenden Gehäuse individuell herstellbar als Umrüstsatz (Austausch in der Art eines Leuchtmittelwechsels) Jede Länge, jede Breite, für jedes vorhandene Gehäuse individuell. kpl. Leuchte mit Gehäuse (Austausch der gesamten Leuchte). Es stehen die klassischen Leuchtengehäuse zur Verfügung, sollten spezielle Gehäuse gewünscht werden, können Aluminium-Druckguss- , Tiefzieh- und alle Arten von gekanteten Gehäusen kurzfristig hergestellt werden. Leuchte mit Solarpanel und Windrad (Strom wird erzeugt und in Hybrid-Batterien gespeichert. Durch die Kombination von Wind- und Sonnenenergie ist die dauernde Verfügbarkeit der notwendigen Energie gewährleistet). Hier stehen verschiedene Varianten bereits zur Verfügung, es können aber auch individuelle Produkte gebaut werden. Gesamtsystem von Mast, Leuchte und Leuchtmittel mit der eigenen Stromversorgung. (In Zusammenarbeit mit der EAB-Siegen GmbH, die seit mehr als 50 Jahren Straßenleuchten aller Art produzieren und vertreiben, sind alle klassischen wie auch individuellen Möglichkeiten kurzfristig umsetzbar)

LED streetlight Austauschvarianten am Beispiel einer 40W LED-Leuchte HQI LED-FK Nennleistung 125W 40W Zus. Systemleistung 25W 0W Gesamtleistung 150W 40W Einsparung pro Leuchte ca. 110W x 4.000 Std./Jahr = 440kw/h

LED streetlight Eine echte Alternative beim Austausch von Leuchtmittel in der Straßenbeleuchtung ist unbestritten die LED Alle Varianten, wie z.B. Natriumdampf-Hochdrucklampen oder Halogen-Metalldampflampen sind nicht zuletzt aufgrund der stromintensiven Vorschaltgeräte im Verbrauch zu hoch, die Systemleistung liegt oft beim 3-4fachen der vergleichbaren LED-Varianten. Die Lebensdauer der herkömmlichen Leuchtmittel ist wesentlich geringer als die der LED-Varianten. Wartungskosten und Wechselkosten der Leuchtmittel werden bei LED-Varianten auf ein Minimum reduziert. Der Verbrauch reduziert sich und die Lebensdauer ist höher! Bei einer Neuinstallation mit herkömmlich gekühlten LED‘s mit Aluminium-Kühlrippen müssen aufgrund des großen Volumens auch die Leuchtengehäuse getauscht werden. Dies ist sehr aufwendig, kostenintensiv und die alten Gehäuse müssen entsorgt werden. Bei der vorliegenden Variante könnten die alten Leuchtengehäuse genutzt werden, eine Neuinstallation in neuen, leichten Gehäusen ist naturgemäß möglich. Leuchtengehäuse müssen nicht zwingend getauscht werden!

LED streetlight Fazit: Weniger Verbrauch = Reduzierung der Stromkosten + Reduzierung der CO2-Emmision Weniger Investitionskosten durch neuartiges Kühlsystem Längere Lebensdauer grundsätzlich durch den Einsatz von LED Weitere Verlängerung der Lebensdauer durch die neuartige Kühlung Leichtere Leuchten und einfachere Handhabung

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